【正文】 的倒檔布置方案如圖 所示。 綜合考慮以上因素，為了換檔輕便，減小噪聲，倒檔傳動采用圖 所示方案。直齒圓柱齒輪主要用于一檔、倒檔齒輪，與直齒圓柱齒輪相比，斜齒圓柱齒輪有使用壽命長、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、工作噪聲低等優(yōu)點，所以本設(shè)計 長嚙合齒輪 選用斜齒輪 ，倒檔選用直齒圓柱齒輪 。 齒輪尺寸小又與軸分開，其內(nèi)徑直徑到齒根圓處的厚度 b （圖 ）影響齒輪強度 [6]。為了使齒輪裝在軸上以后，保持足夠大的穩(wěn)定性，齒輪輪轂部分的寬度尺寸 C ，在結(jié)構(gòu)允許條件下應(yīng)盡可能取大些，至少滿足尺寸要求： 2)～( dC ? （ ） 式中： 2d —— 花鍵內(nèi)徑。圖 8 中的尺寸 1D 可取為花鍵內(nèi)徑的 ～ 倍。變速器齒輪齒面的表面粗糙度應(yīng) 在 aa ～RR μm 范圍內(nèi)選用。 變速器軸 變速器軸多數(shù)情況下經(jīng)軸承安裝在殼體的軸承孔內(nèi)。 用移動齒輪方式實現(xiàn)換檔的齒輪與軸之間，應(yīng)選用矩形花鍵連接，以保證良好的定心和滑動靈活，而且定心外徑及矩形花鍵齒側(cè)的磨削比漸開線花鍵要容易 [4]。兩軸式變速器 的輸出軸和中間軸式變速器的第二軸上的常嚙合齒輪副的齒輪與軸之間，常設(shè)置有滾針軸承、滑動軸承，少數(shù)情況下齒輪直接裝在軸上。因漸開線花鍵定位性能良好，承載能力大且漸開線花鍵的齒短，小徑相對增大能提高軸的剛度，所以軸與同步器上的軸套常用漸開線花鍵連接。 由上述可知，變速器的軸上裝有軸承、齒輪、齒套等零件，有的軸上又有矩形或漸開線花鍵，所以設(shè)計時不僅要考慮 裝配上的可能，而且應(yīng)當(dāng)可以順利拆裝軸上各零件。 變速器軸承的選擇 9 變速器軸承常采用圓柱滾子軸承、球軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承、滑動軸套等 等 。 變速器中采用圓錐滾子軸承雖然有直徑較小、寬度較大因而容量大、可承受高負荷等優(yōu)點，但也有需要調(diào)整預(yù)緊、裝配麻煩、磨 損后軸易歪斜而影響齒輪正確嚙合的缺點 由于本設(shè)計 的變速器為兩軸變速器，具有較大的軸向力，所以設(shè)計中變速器輸入軸 輸出軸均采用深溝球軸承 。變速器操縱機構(gòu)應(yīng)當(dāng)滿足如下主要要求：換檔時只能掛入一個檔位，換檔后應(yīng)使齒輪在全齒長上嚙合，防止自動脫檔或自動掛檔，防止誤掛倒檔，換檔輕便。變速器操縱機構(gòu)操縱第二軸上的滑動齒輪、嚙合套或同步器得到所需不同檔位。 直接操縱式手動換檔變速器 當(dāng)變速器布置在駕駛員座椅附近時，可將變速桿直接安裝在變速器上，并依靠駕駛員手力和通過變速桿直接完成換檔功能的手動換檔變速器，稱為直接操縱變速器。近年來 ，單軌式操縱機構(gòu)應(yīng)用較多，其優(yōu)點是減少了變速叉軸，各檔同用一組自鎖裝置，因而使操縱機構(gòu)簡化，但它要求各檔換檔行程相等。這種手動換檔變速器，稱為遠距離操縱手動換檔變速器。駕駛員只需控制油門踏板，汽車在行駛過程中就能自動完成換檔，這種變速器成為電動自動換檔變速器 [7]。 典型的操縱機構(gòu)及其鎖定裝置 定位裝置的作用 是將被嚙合件保持在一定位置上，并防止自動嚙合和分離，一般采用彈簧和鋼球式機構(gòu)。 采用軸向滑動直齒齒輪換檔，會在輪 齒端面產(chǎn)生沖擊，齒輪端部磨損加劇并過早損壞，并伴隨著噪聲。 常嚙合齒輪可用移動嚙合套換檔。目前這種換檔方法只在某些要求不高的檔位及重型貨車變速器上應(yīng)用。同上述兩種換檔方法比較，雖然它有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造精度要求高、軸向尺寸大等缺點，但仍然得到廣泛應(yīng)用。 通過比較，考慮汽車的操縱性能，本設(shè)計全部檔位均選用同步器換檔。常見的互鎖機構(gòu)有： （ 1）互鎖銷式 圖 是汽車上用 得最廣泛的一種機構(gòu)，互鎖銷和頂銷裝在變速叉軸之間，用銷子的長度和凹槽來保證互鎖。圖 ， b、 c、 d 為某一叉軸在工作位置，而其它叉軸被鎖住。 （ 3）轉(zhuǎn)動鉗口式 圖 為與上述鎖塊機構(gòu)原理相似的轉(zhuǎn)動鉗口式互鎖裝置。選檔時操縱桿轉(zhuǎn)動鉗形板選入某一變速叉軸槽內(nèi)，此時鉗形板的一個或兩個鉗爪抓住其它兩個變速叉，保證互鎖作用。通常是在倒檔叉或叉頭上裝有彈簧機構(gòu)，使司機在換檔時因有彈簧力作用，產(chǎn)生明顯的手感。自鎖機構(gòu)的作用是將滑桿鎖定在一定位置，保證齒輪全齒長參加嚙合，并防止自動脫檔和掛檔。 倒檔鎖的作用是使駕駛員必須對變速桿施加更大的力，方能掛入倒檔，起到提醒注意的作用，以防誤掛倒檔，造成安全事故。采用自鎖鋼球來實現(xiàn)自鎖，通過互鎖銷實現(xiàn)互鎖。 本章小結(jié) 本章主要介紹 了 變速器傳動機構(gòu)和操縱機構(gòu)的類型 ， 分析了各類型機構(gòu)的優(yōu)缺點，并針對所設(shè)計的變速器的類型、特點 及功用，對變速器的傳動方式、操縱機構(gòu)的布置方式、及主要零件的形式，做出了初步的選擇，為后期的設(shè)計工作打下基礎(chǔ)。 m 最大 功率 時轉(zhuǎn)速 5200 r/min 最大轉(zhuǎn)矩時轉(zhuǎn)速 3800r/min 最高車 速 165km/h 總質(zhì)量 2150kg 前 軸載荷 1300kg 檔數(shù) 的選擇 近年來，為了降低油耗，變速器的檔數(shù)有增加的趨勢。發(fā)動機排量大的乘用車變速器多用 5 個檔。載質(zhì)量在 ～ 的貨車采用五檔變速器，載質(zhì)量在 ～ 的貨車采用六檔變速器。 檔數(shù)選擇的要求： 相鄰檔位之間的傳動比比值在 以下。 因此， 本次 設(shè)計的轎車 變速器為 5 檔變速器。最高檔通常是直接檔，傳動比為 ；有的變速器最高檔是超速檔，傳動比為 ～ 。目前乘用車的傳動比范圍在～ 之間，總質(zhì)量輕些的商用車在 ～ 之間，其它商用車則更大。 變速 器各檔傳動比的確定 主減速器傳動比的確定 發(fā)動機轉(zhuǎn)速與汽車行駛速度之間的關(guān)系式為 [12]： iirnuga ? （ ） 式中： au —— 汽車行駛速度（ km/h）； n —— 發(fā)動機轉(zhuǎn)速（ r/min）； r —— 車輪滾動半徑（ m）； gi —— 變速器傳 動比； 0i —— 主減速器傳動比。用公式表示如下： 15 m a xm a x0m a x s inco s ??? GGfr iiT tge ?? （ ） 式中： G —— 車輛總重量 (N)； f —— 坡道面滾動阻力系數(shù) (對瀝青路面 μ=~)； maxeT —— 發(fā)動機最大扭矩 (Nm； ?i ； g=； ?t? ，把以上數(shù)據(jù)代入（ ）式： 5 5 2 8 ) i 1 5 s0 1 1 5 0(1 ??? ???????? ??gi 滿足不產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)條件。公式表示如下： ?? ntge Fr iiT ?10m a x 16 teng iT rFi ??0max1? （ ） 式中： nF —— 驅(qū)動輪的地面 法向反力， gmFn 1? ； ? —— 驅(qū)動輪與地面間的附著系數(shù)；對混凝土或瀝青路面 ? 可取 ~之間。 變速器各檔速比的配置 按等比級數(shù)階分配的各檔速比的計算 汽車多在高檔區(qū)工作，換檔頻率，高檔區(qū)也多于低檔區(qū)，為了節(jié)約燃料和操縱輕便起見，應(yīng)盡量使高檔區(qū)兩檔位之間的速度差值小些，所以高檔區(qū)的速比階 K 要比低檔區(qū)的速比階 K 要小 。 即： ? ? 51 1 ?? ? iinK 2 檔： ??? Kii 3 檔： ??? Kii 4 檔： ??? Kii 17 中心距的選擇 初選中心距可根據(jù)經(jīng)驗公式計算： 31m a x geA iTKA ?? （ ） 式中： A —— 變速器中心距（ mm）； AK —— 中心距系數(shù)，乘用車 AK =~； maxeT —— 發(fā)動機最大輸出轉(zhuǎn)距為 155（ N ?A （ ~） 3 ??? =（ ） ? 8=~ 轎車變速器的中心距在 60～ 80mm 范圍內(nèi)變化。 變速器的外形尺寸 變速器的橫向外形尺寸，可以根據(jù)齒輪直徑以及倒檔中間齒輪和換檔機構(gòu)的布置初步確定。 乘用車變速器殼體的軸向尺寸可參考下列 公式 選用： 29 6~ 174)~()~( ???? AL mm 初選長度為 260mm。對于轎車，減少工作噪聲較為重要，因此模數(shù)應(yīng)選得小些；對于貨車，減小質(zhì)量比減小噪聲更重要，因此模數(shù)應(yīng)選得大些。 表 汽車變速器齒輪的法向模數(shù) 壓力角 ? 壓力角較小時，重合度較大，傳動平穩(wěn)，噪聲較低；壓力角較大時，可提高輪齒的抗彎強度和表面接觸強度。、 15176。、 176。對貨車，為提高齒輪強度，應(yīng)選用 176。等大些的壓力角。所以普遍采用的壓力角為 20176。、 25176。等，普遍采用 30176。 本變速器為了加工方便，故全部選用標準壓力角 20176。選用大些的螺旋角時，使齒輪嚙合的重合度增加，因而工作平穩(wěn)、噪聲降低。時，其 抗彎強度驟然下降，而接觸強度仍繼續(xù)上升。本設(shè)計中螺旋角大小根據(jù)實際情況選擇。 考慮到盡可能縮短變速器的軸向尺寸和減小質(zhì)量，應(yīng)該選用較小的齒寬。齒寬較小又會使齒輪的工作應(yīng)力增加。 通常根據(jù)齒輪模數(shù) ? ?nmm 的大小來選定齒寬： 斜齒 ncmkb? ， ck 取為 ～ ，取 ? ? ~~ ???? nc mkb mm 為了不使齒寬過小，本設(shè)計中齒寬全部采用 。若齒頂高系數(shù)小，則齒輪重合度小，工作噪聲大；但因輪齒受到的彎矩減小，輪齒的彎曲應(yīng)力也減少。 在齒輪加工精度提高以后，包括我國在內(nèi)，規(guī)定齒頂高系數(shù)取為 。 本設(shè)計取為 。應(yīng)該注意的是，各檔齒輪的齒數(shù)比應(yīng)該盡可能不是整數(shù)，以使齒面磨損均勻。 20 由211 c o s2 ZZm BAZ nh ???，121 ZZig ? 得出 ? ? ? ? 6 26c os7421c os2 11 ??????? ?gn im BAZ ， ????? ZiZ g 取整后 1139。2?Z 實際傳動比 113939。239。239。 ?? ????? ??zzmA n 取整后 7539。39。1 ?? ????? A zzm n? 變位后嚙合角 ?? 20co s9 6 cc o sco sar cc o s39。239。 ?? ????? ??zzmA n 取整得 750?A mm， 0A 為標準中心矩。3?Z ， 3739。339。2 ??? ZZig 精確螺旋角 ? ? ? ? ? cc o s2ar cc o s 39。439。5?Z ， 3339。539。3 ??? ZZig 精確螺旋角 ? ? ? ? cc o s2ar cc o s39。639。7?Z ， 3039。739。4 ??? ZZig 精確螺旋角 ? ? ? ? ? cc o s2ar cc o s39。839。9?Z ， 2539。939。5 ??? ZZig 精確螺旋角 ? ? ? ? ? c co s2ar c co s39。1039。1?A 輸出軸與倒檔軸之間的距離： )2538( )( 12132 ?????? zzmA n mm 取整 8539。 為了降低噪聲，對于變速器中除去一、 二檔以外的其它各檔齒輪的總變位系數(shù)要選用較小一些的數(shù)值。一、二檔和倒檔齒輪，應(yīng)該選用較大的值。39。21 ????????? ? ?? invinvi n vai n vazzx tt ? 查機械手冊齒輪變位系數(shù)表得到： ?nx ， ??nx 因為 o s17111 ???? ?z ，故要采用齒輪高度變位，根據(jù)機械設(shè)計手冊： 039。 1 ?? nn xx ，取 39。 2 ?nx 二 檔齒輪的變位 壓力角 ??? 22c os 20t a na r c t a nc os t a na r c t a n ??? ? ?ta ?? o 75a r c c o sc o sa r c c o s 39。 ??? tt aAAa 角度 變位系數(shù)之和 ? ? ? ? 0 4 a n2 a n2 39。39。65 ???????? ? ?? i n vi n vi n v ai n v azzx tt ? 查機械手冊齒輪變位系數(shù)表得到： ?nx ， ??nx 四 檔齒輪的變位 壓力角 ??? 24c os 20t a na r c t a nc os t a na r c t a n ??? ? ?ta ?? o s1 1 75a r c c o sc o sa r c c o s 39。 ??? tt aAAa 角度 變位系數(shù)之和 ? ? ? ? 0 5 a n2 a n